1、機械CAD/CAM技術PRO/ENGINEER應用實訓主編 陳鵬參編 楊靜機械工業(yè)出版社目 錄第1章 Pro/ENGINEER 概述第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪第3章 Pro/ENGINEER 基準特征第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模第5章 Pro/ENGINEER 高級實體特征建模第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模第7章 Pro/ENGINEER 裝配設計第8章 Pro/ENGINEER 機構設計第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計第1章 Pro/ENGINEER 概述第1章 Pro/ENGINEER 概述 Pro/ENGINEER是一套涵

2、蓋了由設計至生產(chǎn)的機械自動化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個參數(shù)化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。PTC系列軟件已經(jīng)深入工業(yè)設計和機械設計等各項領域，包括對大型裝配體的管理、功能仿真、制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，并提供了最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。第1章 Pro/ENGINEER 概述1.1 Pro/ENGINEER的主要特性（1）全相關性（2）基于特征的參數(shù)化造型（3）數(shù)據(jù)管理（4）裝配管理（5）易于使用第1章 Pro/ENGINEER 概述1.2 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 Pro/ENGINEER Wildfire野火版5.0蘊涵了豐富的最佳實

3、踐，可以幫助用戶更快、更輕松地完成工作。該版本是PTC有史以來質(zhì)量最高的Pro/ENGINEER新版本。 Pro/ENGINEER Wildfire 野火版 5.0， 是PTC 備受贊譽的集成式 3D CAD/CAM/CAE 解決方案的最新版本，提供了大量令人興奮的新功能，用戶體驗更上一層樓，大幅提高效率，應用程序的無縫集成，CAD 互操作性的新標準，首個支持社會產(chǎn)品開發(fā)的 CAD 解決方案，可幫助您實現(xiàn)毫無障礙地高效率設計產(chǎn)品。第1章 Pro/ENGINEER 概述1.3 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 的主界面圖1-1 Pro/ENGINEER 主窗口第1章 Pro/E

4、NGINEER 概述1.4 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0的系統(tǒng)設置1.4.1自定義主界面 在Pro/ENGINEER主菜單中，選擇“工具”/“定制屏幕”命令，彈出“定制”對話框，可在“工具欄”、“命令”、“導航選項卡”、“瀏覽器”和“選項”中對Pro/ENGINEER系統(tǒng)主界面進行自定義。1.4.2 單位設置 Pro/ENGNEER允許根據(jù)需要自己定義系統(tǒng)單位，也可對模型中的尺寸進行單位轉換?？赏ㄟ^修改單位配置文件來設置用戶所需要的系統(tǒng)單位。首先進入零件或組件模式，選擇主菜單“文件”/“屬性”命令，彈出“模型屬性”對話框，選擇更改單位，系統(tǒng)彈出“單位管理器”對話框，可進行

5、系統(tǒng)單位的設置。1.4.3 精度設置 Pro/ENGINEER系統(tǒng)的精度設置可通過“精度”命令來實現(xiàn)。系統(tǒng)的精度測量類型有相對精度和絕對精度。系統(tǒng)缺省的測量精度類型是相對精度。第1章 Pro/ENGINEER 概述1.4 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0的系統(tǒng)設置1.4.4 模型樹設置 “模型樹”是零件文件中所有特征的列表，其中包括基準和坐標系。在零件文件中，“模型樹”顯示零件文件名稱并在名稱下顯示零件中的每個特征。在組件文件中，“模型樹”顯示組件文件名稱并在名稱下顯示所包括的零件文件。模型結構以分層（樹）形式顯示，根對象（當前零件或組件）位于樹的頂部，附屬對象（零件或特征）

6、位于樹的下部。如果打開了多個 Pro/ENGINEER 窗口，則“模型樹”內(nèi)容會反映當前窗口中的文件。第1章 Pro/ENGINEER 概述1.4 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0的系統(tǒng)設置1.4.5層樹設置 圖層是CAD設計中必不可少的工具，在復雜的設計中靈活使用圖層，可對不同特征分層管理，方便設計與操作。與以往版本不同，Pro/ENGINEER突出了圖層使用功能，由原來的“圖層”對話框改為圖層樹。在“層樹”中，可以控制層、層的項目及其顯示狀態(tài)。用戶可直接對層的成員進行操作，使操作更快捷。 第1章 Pro/ENGINEER 概述1.5 Pro/ENGINEER wildfi

7、re 5.0 基本操作1.5.1文件操作 在磁盤中保存對象時，將創(chuàng)建帶有下列格式的文件object_name.object_type.version_number例如，如果創(chuàng)建并保存零件ball，則該零件的文件名為 ball.prt.1。1.5.2 文件管理 （1）工作目錄 （2）設置工作目錄 （3）打開文件 （4）創(chuàng)建文件 （5）保存、備份和文件版本第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪2.1 Pro/ENGINEER草繪環(huán)境 Pro/ENGINEER的2D參數(shù)化草圖繪制（簡稱草繪）是進行工業(yè)造型設計和結構設計的基礎。它貫穿整個零件建模過程，不論3D特征的創(chuàng)建、工程圖的創(chuàng)建還是2D組裝

8、示意圖的創(chuàng)建都要用到草繪工具。 圖元是在草繪器中創(chuàng)建的截面幾何元素如點、直線、圓、坐標系等。截面幾何的任何元素（如直線、圓弧、圓、樣條、圓錐、點或坐標系）。當草繪、分割或求交截面幾何，或者參照截面外的幾何時，可創(chuàng)建圖元。參照圖元當參照截面外的幾何時，在 3D 草繪器中創(chuàng)建的截面圖元。 草圖在特征建模中的作用： 在特征建模執(zhí)行過程中調(diào)用已經(jīng)存在的草圖。 在特征建模執(zhí)行過程中根據(jù)需要繪制相應草圖。 第一種降低特征建模的復雜性，但草繪的圖元與特征之間沒有父子關系，與其倡導的參數(shù)化設計矛盾，建議采用第二種方法。第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪2.2 Pro/ENGINEER的草繪工具2.2

9、.1 草繪基本工具 a）草繪菜單 b）編輯菜單 c）草繪器工具圖2-1 草繪工具第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪2.2 Pro/ENGINEER的草繪工具2.2.2 草繪工具介紹草繪菜單命令介紹如下：參照：3D特征建模時設置或更新的草繪基本參考點、參考線、參考面及參考坐標系等。草繪模式不顯示，在零件模式下將顯示。線：創(chuàng)建直線、相切線、中心線和幾何中心線的工具。矩形：創(chuàng)建矩形、斜矩形和平行四邊形的工具。圓：創(chuàng)建圓和橢圓的工具?；。簞?chuàng)建圓弧和錐形弧的工具。圓角：創(chuàng)建圓弧倒角和橢圓倒角的工具。倒角：創(chuàng)建圖元直線倒角的工具。樣條：創(chuàng)建樣條曲線的工具。坐標系：創(chuàng)建坐標系和幾何坐標系的工具。點

10、：創(chuàng)建幾何點的工具。 第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪2.2 Pro/ENGINEER的草繪工具2.2.2 草繪工具介紹文本：創(chuàng)建文本的工具。邊：使用、偏移和加厚圖元的工具，“使用”草繪模式不顯示，在零件模式下將顯示。 數(shù)據(jù)來自文件：通過“文件系統(tǒng)”和“調(diào)色板”輸入外部圖元的工具。尺寸：尺寸標注的工具。約束：設置圖元約束條件（豎直、水平、垂直、相切、中點、重合、對稱、相等和平行）的工具特征工具：3D特征建模時設置旋轉軸、切換剖面、起始點、混合頂點的工具。選項：設置草繪環(huán)境的工具。線造型：設置和清除草繪圖元線性及顏色的工具。診斷：草繪診斷工具。 第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)

11、化草繪2.2 Pro/ENGINEER的草繪工具2.2.2 草繪工具介紹編輯菜單命令介紹如下：鏡像：鏡像所選定圖元的工具?？s放與旋轉：平移、縮放和旋轉所選定圖元的工具。修剪：動態(tài)修剪、剪切或延伸、分割選定圖元的工具。切換構造：切換所選定的圖元，使其成為構造圖元或幾何圖元的工具。切換鎖定：鎖定或解鎖選定圖元尺寸值的工具。屬性：修改所選定圖元屬性（線性和顏色）的工具。轉換到：轉化所選項目的特性。 替換：以新的草繪圖元、參照、尺寸替代舊的草繪圖元草繪圖元、參照、尺寸的工具。修改：修改圖元尺寸值、樣條曲線或文本圖元的工具。刪除：刪除選定的圖元。選?。菏髽诉x取圖元、尺寸或約束方式的設置工具。 第2章 P

12、ro/ENGINEER 參數(shù)化草繪2.2 Pro/ENGINEER的草繪工具2.2.2 草繪工具介紹編輯轉換特性：加強：將所選定的弱尺寸改為強尺寸。參照：將所選定的驅(qū)動尺寸改為參照尺寸。周長：將所選定的正多邊形尺寸約束改為周長約束其形狀。樣條：將所選定的多邊形改為樣條曲線。錐形：將所選定的的偏移圖元改為兩端具有不同偏移的圖元。應當注意的是，直徑尺寸可以轉為半徑或線性尺寸約束。 第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪2.3 Pro/ENGINEER草圖繪制2.3.1 點的繪制2.3.2 繪制坐標系2.3.3 直線的繪制2.3.4 矩形的繪制2.3.5 圓弧的繪制2.3.6 圓和橢圓的繪制2

13、.3.7 繪制圓角和倒角2.3.8 繪制樣條曲線2.3.9 文字的繪制2.3.10 修剪工具2.3.11 復制工具2.3.12 草繪器調(diào)色板2.3.13 使用邊 第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪2.4 Pro/ENGINEER的尺寸標注 2.4.1 基本概念約束 定義圖元幾何或圖元間關系的條件。約束符號出現(xiàn)在應用約束的圖元旁邊。例如，可以約束兩條直線平行。這時會出現(xiàn)一個平行約束符號來表示。一個確定的草圖必須有充足的約束，約束分尺寸約束和幾何約束兩種類型，尺寸約束是指控制草圖大小的參數(shù)化驅(qū)動尺寸；幾何約束是指控制草圖中幾何圖元的定位方向及幾何圖元之間的相互關系。 弱尺寸或約束 在沒有

14、用戶確認的情況下“草繪器”可以移除的尺寸或約束就被稱為“弱”尺寸或“弱”約束。由“草繪器”創(chuàng)建的尺寸是弱尺寸。添加尺寸時，“草繪器”可以在沒有任何確認的情況下移除多余的弱尺寸或約束。弱尺寸和約束以灰色出現(xiàn)。強尺寸或約束 “草繪器”不能自動刪除的尺寸或約束被稱為“強”尺寸或“強”約束。由用戶創(chuàng)建的尺寸和約束總是強尺寸和強約束。如果幾個強尺寸或約束發(fā)生沖突，則草繪器要求移除其中一個。強尺寸和強約束以黃色出現(xiàn)。沖突 兩個或多個強尺寸或約束的矛盾或多余條件。出現(xiàn)這種情況時，必須通過移除一個不需要的約束或尺寸來立即解決。2.4.2 尺寸標注第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪 2.5 草繪典型工

15、程案例圖 工程案例1第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪 2.5 草繪典型工程案例圖 工程案例2第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪 2.5 草繪典型工程案例圖 工程案例3第2章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化草繪 2.5 草繪典型工程案例圖 工程案例3第3章 Pro/ENGINEER 基準特征 3.1 Pro/ENGINEER特征建模技術3.1.1 特征建模 特征建模是建立在實體建?；A之上，加入包含實體的精度信息、材料信息、技術要求及其它相關信息，另外包含一些動態(tài)信息，如零件加工過程中工序圖的生成，工序尺寸的確定等信息，以完整的表達實體信息。第3章 Pro/ENGINEE

16、R 基準特征 3.1.1 特征建模 特征建模系統(tǒng)的構成體系 形狀特征模型 主要包括幾何信息、拓撲信息的產(chǎn)品信息模型，如描述零件的幾何形狀與尺寸相關的信息的集合。它是特征模型中最重要的特征模型。 精度特征模型 用于描述零件幾何形狀和尺寸的許可變動量或誤差，包括尺寸公差、形位公差和表面粗糙度等。 材料特征模型 用于描述零件材料有關的信息。包括材料的類型、性能、熱處理方式等。 技術特征模型 用于描述零件在性能分析時所需的信息。 裝配特征模型 用于描述零件的裝配關系以及在裝配過程中所需的信息，包括配合關系、裝配關系等。 管理特征模型 用于描述與零件管理有關的信息。如標題欄、各種技術要求等。第3章 Pr

17、o/ENGINEER 基準特征 3.1.2 基礎知識 零件 定義稱為零件的幾何圖元的幾何特征的集合。在組件中，零件是指元件。一個組件中可包含多個零件。 組件 裝配在一起以創(chuàng)建模型的元件集合。根據(jù)組件和子組件與其它組件和主組件之間的關系，在一個層次結構中可包含多個組件和子組件。 3D建模不同于2D繪圖，2D繪圖在1個平面上即可完成，而3D建模則是在空間中進行的，建立的模型具有空間尺寸。在3D建模中，首先要選定工作空間的坐標系（包括原點、坐標軸和基準平面），用戶一般可直接使用Pro/ENGINEER系統(tǒng)提供的默認坐標系，然后明確草繪平面與參照平面，并繪制2D截面，最后利用特征工具進行3D特征建模。

18、 草繪平面 繪制模型的特征截面或掃描軌跡線等的平面。 參照平面 與草繪平面垂直的1個面，作為參照以確定草繪平面的放置特征。第3章 Pro/ENGINEER 基準特征 3.2 Pro/ENGINEER基準特征3.2.1 基準點3.2.2 基準軸3.2.3 基準曲線3.2.4 基準平面3.2.5 坐標系第3章 Pro/ENGINEER 基準特征 3.3 基準特征工程實踐圖 創(chuàng)建基準特征第3章 Pro/ENGINEER 基準特征 3.3 基準特征工程實踐圖 從方程方式創(chuàng)建基準曲線第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模 4.1.1 拉伸特征 拉伸是3D特征建模的一種常用方法，將2D截面沿該

19、截面法向延伸至垂直于草繪平面的給定深度處來實現(xiàn)3D建模?？墒褂美旃ぞ?創(chuàng)建等截面的實體或曲面特征。4.1.2 旋轉特征 旋轉特征是通過2D草繪截面繞中心線旋轉來進行3D特征建模的工具。它特別適合創(chuàng)建回轉體特征元件。草繪旋轉特征2D截面時，其2D截面必須全部位于中心線的同一側，倘若要生成實體特征，其2D截面必須是完全封閉的圖元。第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模 4.2.1 倒角 倒角是在零件的邊緣處切除材料，在相應位置形成直斜面的加工成型方法，PRO/ENGINEER中倒角是選取3D模型邊線來進行倒角的工程特征建模工具。 4.2.2 倒圓角 倒圓角是在零件的邊緣處切除材料，在

20、相應位置形成圓弧面的加工成型方法，PRO/ENGINEER中倒圓角是選取3D模型邊線來進行倒圓角的工程特征建模工具。 倒圓角是一種邊處理特征，通過向一條或多條邊、邊鏈或在曲面之間添加半徑形成。4.2.3 拔模 拔模是為了零件模具成型時便于脫模而在其側面設置一定斜度。PRO/ENGINEER中拔模特征將向單獨曲面或一系列曲面中添加一個介于 -30 和 +30 之間的拔模角度。僅當曲面是由列表圓柱面或平面形成時才可拔模。曲面邊的邊界周圍有圓角時不能拔模。但可以首先拔模，再對邊進行圓角過渡。第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模 4.2.5 殼特征 殼特征可將實體內(nèi)部掏空，只留一個特定壁

21、厚的殼。它可用于指定要從殼移除的一個或多個曲面。 4.2.6 孔特征 利用孔工具可向模型中添加簡單孔、定制孔和工業(yè)標準孔。通過定義放置參照、設置次（偏移）參照及定義孔的具體特性來添加孔。應當注意的是，孔總是從放置參照位置開始延伸到指定的深度。第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模 4.3特征操作4.3.1 復制工具 鏡像工具允許創(chuàng)建在平面曲面周圍鏡像的特征和幾何的副本。使用此工具將簡單零件鏡像到較為復雜的設計中可節(jié)省時間。除了零件幾何，鏡像工具允許復制鏡像平面周圍的曲面、曲線、陣列和基準特征。4.3.2 陣列特征 選擇Pro/ENGINEER主菜單“編輯”/“陣列”命令，或單擊繪圖

22、區(qū)右側的特征工具欄中的“陣列”工具按鈕，系統(tǒng)彈出陣列特征操控板，可以對所選取的特征進行陣列，以創(chuàng)建陣列特征。第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模 陣列方式主要有尺寸陣列、方向陣列、軸陣列、表陣列、參照陣列、填充陣列和表陣列。其不同的陣列功能如下：尺寸：通過使用驅(qū)動尺寸并指定陣列的增量變化來創(chuàng)建陣列。尺寸陣列可以為單向或雙向。方向：通過指定方向并使用拖動控制滑塊設置陣列增長的方向和增量來創(chuàng)建陣列。軸： 使用拖動控制滑塊設置陣列的角增量和徑向增量來創(chuàng)建徑向陣列。也可將陣列拖動成為螺旋形。表：通過使用陣列表并為每一陣列實例指定尺寸值來創(chuàng)建陣列。參照：通過參照另一陣列來創(chuàng)建陣列。 填充：

23、通過根據(jù)選定柵格用實例填充區(qū)域來創(chuàng)建陣列。曲線：通過指定陣列成員的數(shù)目或陣列成員間的距離來沿著草繪曲線創(chuàng)建陣列。點：通過草繪點來創(chuàng)建陣列。第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模 4.4基礎實體特征建模案例4.4.1 軸的3D特征建模第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模 4.4基礎實體特征建模案例4.4.2 閥體的3D特征建模第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模 4.4基礎實體特征建模案例根據(jù)2D零件圖進行閥體的3D建模 第4章 Pro/ENGINEER 基礎實體特征建模 4.4基礎實體特征建模案例根據(jù)2D零件圖進行端蓋的3D建模 第5章 Pro/ENGI

24、NEER 高級實體特征建模 5.1.1 掃描特征 掃描是將二維截面沿著指定的軌跡線掃描生成三維實體特征，使用掃描建立增料或減料特征時首先要有一條軌跡線，然后再建立沿軌跡線掃描的特征截面。單擊菜單“插入”/“掃描”/“伸出項”（或“切口”選項），系統(tǒng)彈出 “伸出項（切口）：掃描”對話框以及“掃描軌跡”菜單。5.1.2 混合特征 一個混合特征至少由一系列的，至少兩個平面截面組成，Pro/ENGINEER 將這些平面截面在其邊處用過渡曲面連接形成一個連續(xù)特征。由數(shù)個截面混合生成的特征稱為混合特征。按混合方式的不同，混合特征分為三種形式：平行混合、旋轉混合和一般混合。 平行 所有混合截面都位于截面草繪

25、中的多個平行平面上。 旋轉 混合截面繞 Y 軸旋轉，最大角度可達 120 度。每個截面都單獨草繪并用截面坐標系對齊。 一般 一般混合截面可以繞 X 軸、Y 軸和 Z 軸旋轉，也可以沿這三個軸平移。每個截面都單獨草繪，并用截面坐標系對齊。第5章 Pro/ENGINEER 高級實體特征建模 5.2.1螺旋掃描特征 通過沿著螺旋軌跡掃描截面來創(chuàng)建螺旋掃描。 軌跡由旋轉曲面的輪廓（定義螺旋特征的截面原點到其旋轉軸的距離）與螺距（螺圈間的距離）定義。 螺旋掃描特征的創(chuàng)建 單擊主菜單“插入”/“螺旋掃描”/“伸出項”，彈出“伸出項：螺旋掃描”對話框，以及“屬性”菜單管理器，設置屬性后，系統(tǒng)彈出“設置草繪平

26、面”菜單管理器，設置草繪平面及參照方向后，進入草繪平面草繪軸和掃描軌跡，然后繪制掃描截面，定義螺距，完成特作創(chuàng)建。 第5章 Pro/ENGINEER 高級實體特征建模 5.2.2建模示例 可變螺距圓柱螺旋彈簧建模 圖 彈簧3D模型 第5章 Pro/ENGINEER 高級實體特征建模 5.3.1掃描混合 掃描混合可以具有兩種軌跡：原點軌跡（必需）和第二軌跡（可選）。每個軌跡特征必須至少有兩個剖面，且可在這兩個剖面間添加剖面。要定義掃描混合的軌跡，可選取一條草繪曲線，基準曲線或邊的鏈。每次只有一個軌跡是活動的。5.3.2建模示例 圖 掃描混合手柄第5章 Pro/ENGINEER 高級實體特征建模

27、5.4.1 可變剖面掃描 使用“可變剖面掃描”特征可創(chuàng)建實體或曲面特征?？稍谘匾粋€或多個選定軌跡掃描剖面時通過控制剖面的方向、旋轉和幾何來添加或移除材料?？墒褂煤愣ń孛婊蚩勺兘孛鎰?chuàng)建掃描。 可變截面 將草繪圖元約束到其它軌跡（中心平面或現(xiàn)有幾何），或使用由“trajpar”參數(shù)設置的截面關系來使草繪可變。草繪所約束到的參照可改變截面形狀。另外，以控制曲線或關系式（使用 trajpar）定義標注形式也能使草繪可變。草繪在軌跡點處再生，并相應更新其形狀。 恒定截面 在沿軌跡掃描的過程中，草繪的形狀不變。僅截面所在框架的方向發(fā)生變化?！翱勺兤拭鎾呙琛惫ぞ呖梢杂幸韵露喾N軌跡類型：原始軌跡、法向軌跡、X

28、 軌跡和相切軌跡 。 第5章 Pro/ENGINEER 高級實體特征建模 5.4.2 建模示例 圖 可變截面掃描特征創(chuàng)建第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.1.1 造型技術 在CAD技術發(fā)展的初期，CAD僅限于計算機輔助繪圖，隨著計算機軟、硬件技術的飛速發(fā)展，CAD技術才從二維平面繪圖發(fā)展到三維產(chǎn)品建模，并隨之產(chǎn)生了三維線框造型、曲面造型以及實體造型技術，如今參數(shù)化及變量化設計思想和特征造型則代表了當今CAD技術的發(fā)展新方向。 參數(shù)化設計是以一種全新的思維方式來進行產(chǎn)品的創(chuàng)建和修改設計的方法。它用約束來表達產(chǎn)品幾何模型的形狀特征，定義一組參數(shù)以控制設計結果，從而能夠通過調(diào)整參數(shù)來

29、修改設計模型，并能方便地創(chuàng)建一系列在形狀或功能上相似的設計方案。 第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.1.2 參數(shù)化模型 在參數(shù)化設計系統(tǒng)中，首先必須建立參數(shù)化模型。在計算機輔助設計系統(tǒng)的設計中，不同型號的產(chǎn)品往往只是尺寸不同而結構相同，映射到幾何模型中，就是幾何信息不同而拓撲信息相同。因此，參數(shù)化模型要體現(xiàn)零件的拓撲結構，從而保證設計過程中幾何拓撲關系的一致。 實際上，用戶輸入的草圖中就隱含了拓撲元素間的關系。幾何信息的修改需要根據(jù)用戶輸入的約束參數(shù)來確定，因此需要在參數(shù)化模型建立幾何信息和參數(shù)的對應機制。該機制是通過尺寸標注線來實現(xiàn)的。對于拓撲關系改變的產(chǎn)品零部件，也可以用它

30、的尺寸參數(shù)變量來建立參數(shù)化變量來建立參數(shù)化模型。 第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.1.3 參數(shù)化驅(qū)動 參數(shù)驅(qū)動法又稱為尺寸驅(qū)動法，是一種參數(shù)化圖形的方法，它基于對圖形數(shù)據(jù)的操作和對幾何約束的處理，利用驅(qū)動樹分析幾何約束來對圖形進行編程的方法。 第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.1.4 參數(shù)化建模 目前參數(shù)化建模技術大致可以分為三種方法： （1）基于尺寸驅(qū)動的參數(shù)化建模 （2）基于約束驅(qū)動的參數(shù)化建模 （3）基于特征模型的參數(shù)化建模6.1.5 基于特征的參數(shù)化設計 隨著CAD技術的發(fā)展，出現(xiàn)了將參數(shù)化設計應用到特征設計中去，使得特征可以隨著參數(shù)的變化而變化，這就

31、是基于特征的參數(shù)化設計技術。基于特征的參數(shù)化設計技術是一種面向產(chǎn)品制造全過程的描述信息和信息關系的產(chǎn)品數(shù)字建模方法。 第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.2.1 基本概念 關系是使用者自定義的符號尺寸和參數(shù)之間的代數(shù)方程或等式。關系捕獲特征之間、參數(shù)之間或組件組件之間的設計關系，因此，允許使用者來控制對模型修改的影響作用。 關系是捕獲設計知識和意圖的一種方式。和參數(shù)一樣，它們用于驅(qū)動模型改變關系也就改變了模型。關系可用于控制模型修改的影響作用、定義零件和組件中的尺寸值、為設計條件擔當約束（例如，指定與零件的邊相關的孔的位置）。 它們用在設計過程中來描述模型或組件的不同部分之間的關

32、系。關系可以是簡單值或復雜的條件分支語句。 第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.2.1 基本概念關系類型 等式：使等式左邊的一個參數(shù)等于右邊的表達式。這種關系用于給尺寸和參數(shù)賦值。例如：簡單的賦值：d1=4.75；復雜的賦值：d5=d2*(SQRT(d7/3.0+d4) 。 邏輯式：比較左邊的表達式和右邊的表達式。這種關系通常用于作為一個約束或用于邏輯分支的條件語句中。例如：作為約束：（d1 + d2）（d3 + 2.5）。關系功能 在PRO/ENGINNER中，可以把關系添加到特征的截面特征零件和組件中?？墒褂藐P系按以下方式控制建模過程：控制模型的修改效果；設置設計條件的約束；

33、定義零件和組件的尺寸值；描述模型或組件的不同零件之間的條件關系。 第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.3 程序設計 Pro/Program是Pro/ENGINEER軟件提供的一種程序化的二次開發(fā)工具。利用Pro/ENGINEER造型的同時，Pro/Program會產(chǎn)生特征的記錄文件，記錄著模型樹中每個特征的詳細信息，包括各個特征的建立過程、參數(shù)設置、尺寸以及關系式等，通過修改和添加特征的程序來生成基本參數(shù)相同的一系列模型。參數(shù)化程序設計關鍵在于確定獨立可變參數(shù)，應盡量以最少的參數(shù)來確定整個零件的可變尺寸，并通過參數(shù)化尺寸驅(qū)動實現(xiàn)對設計結果的修改。 第6章 Pro/ENGINEER

34、 參數(shù)化建模 6.4 齒輪參數(shù)化精確建模 6.4.1 圓柱齒輪齒廓的漸開線方程 1）笛卡爾坐標系下的漸開線參數(shù)方程如下（設壓力角theta由0到60度，基圓半徑為 r）： theta=60*t x=r * cos(theta)+pi * r * theta /180 * sin(theta) y=r * sin(theta)-pi * r * theta /180 * cos(theta) z=0 2）圓柱坐標系下的漸開線參數(shù)方程如下（設基圓半徑為r，壓力角afa 從0到60度）： afa = 60*t r = (r2 + (pi*10*afa/180)2)0.5 theta = afa-at

35、an(pi*r*afa/180)/r) z = 0第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.4 齒輪參數(shù)化精確建模 6.4.2 直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 圖 齒輪三維參數(shù)化模型第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.5 參數(shù)化建模工程實踐 第6章 Pro/ENGINEER 參數(shù)化建模 6.5 參數(shù)化建模工程實踐 圖 直齒圓柱齒輪模型第7章 Pro/ENGINEER 裝配設計 7.1.1設計方法 自頂向下設計從已完成的產(chǎn)品對產(chǎn)品進行分析，然后向下設計。因此，可從主組件開始，將其分解為組件和子組件。然后標識主組件元件及其關鍵特征。最后，了解組件內(nèi)部及組件之間的關系，并評估產(chǎn)品的裝配

36、方式。掌握了這些信息，就能規(guī)劃設計并能在模型中體現(xiàn)總體設計意圖。自頂向下設計是各公司的業(yè)界范例，用于設計歷經(jīng)頻繁設計修改的產(chǎn)品，被設計各種產(chǎn)品的各公司所廣泛采用。 由下到上設計用戶從元件級開始分析產(chǎn)品，然后向上設計到主組件。成功的由下到上設計要求對主組件有基本的了解?；谧韵露戏绞降脑O計不能完全體現(xiàn)設計意圖。盡管可能與自頂向下設計的結果相同，但加大了設計沖突和錯誤的風險，從而導致設計不靈活。目前，由下到上設計仍是設計界最廣泛采用的范例。設計相似產(chǎn)品或不需要在其生命周期中進行頻繁修改的產(chǎn)品的公司均采用由下到上的設計方法。 第7章 Pro/ENGINEER 裝配設計 7.1.2 裝配設計 在組件

37、模式下，產(chǎn)品的全部或部分結構一目了然，這有助于檢查各個零件間的關系和干涉問題，從而更佳地把握產(chǎn)品細節(jié)結構的優(yōu)化設計。 組件是指由多個零件或零部件按一定約束關系構成的裝配體，組件中的零件稱為“元件”，零部件稱為“子組件”（子裝配）。 新建組件文件 單擊主菜單“新建”/“組件”/“設計”選項，輸入組件新名稱或者使用缺省名稱ASM0001，清除“使用缺省模板”，彈出“新文件選項”對話框，在“模板”中選擇“mmns_asm_design”，確定進入裝配設計模式。 第7章 Pro/ENGINEER 裝配設計 7.2.1 約束裝配 將要裝配進來的零件或子組件作為固定時，采用約束裝配形式。約束裝配主要有自動

38、、配對、對齊、插入、坐標系、相切、線上點、曲面上的點、曲面上的邊以及帶有偏移值的角度值。除了坐標系、固定、缺省以外，組件至少需要兩種以上約束才能確定彼此的相對關系及位置。 圖 裝配類型第7章 Pro/ENGINEER 裝配設計 7.2.2 連接裝配 將要裝配進來的零件或子組件作為活動件時,一般采用連接的裝配形式。連接裝配的零件間具有機構運動的自由度，具有相對運動的各零部件通過一定連接關系裝配在一起。在機構系統(tǒng)中，自由度的數(shù)量表示在系統(tǒng)中指定每個主體的位置或運動所需的獨立參數(shù)的數(shù)量。 第7章 Pro/ENGINEER 裝配設計 7.3 Pro/ENGINEER的高級裝配 單擊主菜單“插入”/“元

39、件”，如圖所示，在其下拉菜單中有如下插入元件的方式： 裝配 將元件添加到組件上。 創(chuàng)建 在組件模式下創(chuàng)建元件。 封裝 沒有嚴格放置規(guī)范下創(chuàng)建。 包括 在活動組件中包括未放置的元件。 撓性 向所選組件添加撓性元件。 圖 插入元件下拉菜單第7章 Pro/ENGINEER 裝配設計 7.4 Pro/ENGINEER的裝配實例 圖 虎鉗3D裝配模型第7章 Pro/ENGINEER 裝配設計 7.5 Pro/ENGINEER的裝配習題 裝配千斤頂 裝配手壓閥 第8章 Pro/ENGINEER 機構設計 8.1.1機構設計的工作流程 “機構（Mechanism）”是Pro/ENGINEER 的一個應用模塊

40、。其功能是對組件產(chǎn)品進行機構運動分析及仿真。所謂運動分析及仿真是指通過模擬組件模型在真實工作情況中的機械運動規(guī)律,來驗證所設計的機械組件的可行性，如機構運動時的干涉分析和機械運動效果的確認。 應用Pro/ENGINEER系統(tǒng)提供的“機構”模塊進行裝配體的機構運動仿真，主要工作包括模型創(chuàng)建、添加建模圖元（伺服電動機、執(zhí)行電動機、彈簧、阻尼器、力/力矩負荷和重力等）、運動分析和結果回放與測量。 第8章 Pro/ENGINEER 機構設計 8.1.2機構設計的用戶界面 在Pro/ENGINEER系統(tǒng)中單擊“應用程序”/“機構”。進入機構設計主界面，如圖所示，與標準模式不同之處是其模型樹分兩層即上層的

41、模型樹和下層的機構樹，以及機構設計工具欄圖標。 模型樹 顯示組件的所有元件：固定的基底元件、可運動的連接方式裝配的元件，以及約束方式裝配至可運動元件的并與之固定構成一個主體的元件。 機構樹 顯示機構設計的所有項目：主體、重力、連接、電動機、彈簧、阻尼器、力和扭矩、起始條件、分析及回放。 第8章 Pro/ENGINEER 機構設計 8.2 Pro/ENGINEER機構設計8.2.1創(chuàng)建模型8.2.2檢測模型8.2.3添加建模圖元8.2.4 機構分析8.2.5 查看分析結果第8章 Pro/ENGINEER 機構設計 8.3 Pro/ENGINEER機構設計工程案例8.3.1齒輪油泵的工作原理 齒輪

42、油泵是機器中用來輸送潤滑油的零部件，主要由泵體、泵蓋、傳動齒輪、齒輪軸、密封零件、標準件等所組成。該齒輪油泵的工作原理圖如圖所示，依靠一對齒輪在泵體內(nèi)作高速嚙合傳動來輸送油，嚙合區(qū)內(nèi)右邊空間的壓力降低而產(chǎn)生局部真空，油池內(nèi)的油在大氣壓的作用下，進入油泵低壓區(qū)的吸油口，充滿齒輪的齒間，隨著齒輪的高度轉動，齒槽中的油不斷從低壓區(qū)齒間，被帶至高壓區(qū)的壓油口而輸出，送至機器中需要潤滑的部件。主動齒輪壓油口吸油口從動齒輪圖 齒輪油泵工作原理第8章 Pro/ENGINEER 機構設計 8.3 Pro/ENGINEER機構設計工程案例8.3.2齒輪油泵的機構設計圖 齒輪油泵裝配模型第8章 Pro/ENGIN

43、EER 機構設計 8.3 Pro/ENGINEER機構設計工程案例轉子泵裝配建模和機構設計 圖 轉子泵3D裝配圖圖 轉子泵裝配示意圖第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.1Pro/DETAIL工程圖概述 使用Pro/ENGINEER繪圖模式即Pro/DETAIL工程圖模塊，可創(chuàng)建所有Pro/ENGINEER模型的繪圖，或從其它系統(tǒng)輸入繪圖文件。可以用注解來注釋繪圖、處理尺寸以及使用層來管理不同項目的顯示。繪圖中的所有視圖都是相關的：如果改變一個視圖中的尺寸值，系統(tǒng)就相應地更新其它繪圖視圖。而且，Pro/ENGINEER 使這些繪圖與其父模型相關。模型會自動反映您對繪圖所做的任何尺寸

44、更改。另外，相應的繪圖也反映用戶對零件、鈑金件、組件或制造模式中的模型所做的任何改變（如添加或刪除特征和尺寸變化）。第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.1.1Pro/DETAIL主界面 選擇Pro/ENGINEER主菜單中的“文件”/“新建”命令，系統(tǒng)彈出“新建”對話框，選擇“繪圖”類型選項，輸入工程圖名稱或使用缺省名稱，取消“使用缺省模板”，系統(tǒng)彈出“新建繪圖”對話框，選擇模型，使用任一模板，單擊“確定”按鈕，進入Pro/ENGINEER繪圖模式，如圖所示。圖 Pro/DETAIL工程圖主界面 第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.1.2繪圖環(huán)境設置 配置文件選項控

45、制零件和組件的設計環(huán)境，而繪圖設置文件選項會向細節(jié)設計環(huán)境添加附加控制。繪圖設置文件選項確定諸如尺寸和注釋文本高度、文本方向、幾何公差標準、字體屬性、繪制標準、箭頭長度等特性。 Pro/ENGINEER用每一單獨的繪圖文件保存這些繪圖設置文件選項設置。系統(tǒng)將這些值保存在一個名為 filename.dtl 的設置文件中。該文件的位置drawing_setup_dir 配置文件選項確定。系統(tǒng)缺省的位置是“X:Program FilesproeWildfire 5.0textiso.dtl”。第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建9.2.1 布局工具 在繪

46、圖模式中的“布局”選項主要具有如下功能： （1）文檔 （2）模型視圖 （3） 線造型 （4）插入第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建9.2.2 創(chuàng)建一般視圖 一般視圖是工程圖中所創(chuàng)建的第一個視圖，只有生成第一個一般視圖，“視圖類型”對話框中的“視圖類型”中的其它選項方可顯示，因此一般視圖可作為投影視圖和其它導出視圖的父項視圖，一般視圖可以是主視圖、后視圖、左視圖、右視圖、俯視圖、仰視圖，還可以是等軸測、斜軸測視圖或者是自己定義視角的視圖等，也可作為標準三視圖的主視圖。第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建

47、9.2.3 創(chuàng)建投影視圖創(chuàng)建投影視圖的一般步驟如下： 1）創(chuàng)建一般視圖作為主視圖。 2）單擊“布局”下滑面板中的投影視圖創(chuàng)建按鈕，單擊左鍵選取某一主視圖，鼠標移至適當位置，單擊左鍵放置投影視圖。也可以單擊左鍵選中主視圖，視圖由矩形虛線框顯示，再單擊右鍵，在彈出快捷菜單中左鍵單擊“插入投影視圖”，來創(chuàng)建投影視圖。應當注意的是：如果繪圖區(qū)只有一個主視圖，系統(tǒng)將默認該視圖為投影視圖的父項視圖。 3）左鍵雙擊所創(chuàng)建的投影視圖，可彈出“繪圖視圖”對話框，設置投影視圖的繪圖選項，如添加投影箭頭，通過“對齊”類別取消投影視圖的與其父項視圖的對齊等。第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro

48、/DETAIL視圖創(chuàng)建9.2.3 創(chuàng)建投影視圖 工程實例9-1 創(chuàng)建投影視圖圖 創(chuàng)建投影視圖第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建9.2.4 創(chuàng)建輔助視圖 創(chuàng)建輔助視圖的一般步驟如下： 1）創(chuàng)建一般視圖作為主視圖。 2）單擊“布局”下滑面板中的輔助視圖創(chuàng)建按鈕，單擊左鍵選取主視圖的邊、軸或者基準平面，鼠標移至適當位置，單擊左鍵放置輔助視圖。應當注意的是，如果繪圖區(qū)只有一個一般視圖，系統(tǒng)將默認該視圖為投影視圖的父項。 3）左鍵雙擊所創(chuàng)建的輔助視圖，可彈出“繪圖視圖”對話框，設置輔助視圖的繪圖選項。第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 P

49、ro/DETAIL視圖創(chuàng)建9.2.4 創(chuàng)建輔助視圖 工程實例9-2 創(chuàng)建輔助視圖圖 創(chuàng)建輔助視圖（向視圖）第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建9.2.5 創(chuàng)建詳細視圖創(chuàng)建詳細視圖的一般步驟如下： 1）創(chuàng)建一般視圖、投影視圖或其它視圖作為主視圖。 2）單擊“布局”下滑面板中的詳細視圖創(chuàng)建按鈕“”，單擊左鍵選取主視圖的邊上某一參考點，并以此點為中心參照，繪制環(huán)形的且內(nèi)部不相交的樣條曲線，作為詳細視圖的輪廓曲線，繪制完成后單擊中鍵封閉曲線，鼠標移至適當位置，單擊左鍵放置詳細視圖。 3）左鍵雙擊所創(chuàng)建的詳細視圖，系統(tǒng)彈出“繪圖視圖”對話框，設置詳細視圖的繪

50、圖選項，并可以在詳細視圖屬性中修改邊界類型，來大致定義父項主視圖上的樣條曲線的邊界。第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建 工程實例9-3 創(chuàng)建詳細視圖圖 創(chuàng)建詳細視圖（局部放大視圖）第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建9.2.6 創(chuàng)建旋轉視圖創(chuàng)建旋轉視圖的一般步驟如下： 1）創(chuàng)建一般視圖、投影視圖或其它視圖作為主視圖。 2）單擊“布局”下滑面板中的旋轉視圖創(chuàng)建按鈕，單擊左鍵選取一個位置，作為旋轉視圖的放置中心，系統(tǒng)彈出“繪圖視圖”對話框。如果主視圖已經(jīng)存在剖截面，在“旋轉視圖屬性”中“截面”中將自動默認

51、選取該截面。如果主視圖不存在剖截面，單擊“創(chuàng)建新”按鈕，系統(tǒng)彈出“剖截面創(chuàng)建”菜單管理器，輸入剖面名稱，單擊“”按鈕。系統(tǒng)彈出“設置平面”菜單管理器和“選取”對話框，在主視圖上選取剖面。 3）左鍵雙擊所創(chuàng)建的旋轉視圖，系統(tǒng)彈出“繪圖視圖”對話框，設置旋轉視圖的繪圖選項。第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建 工程實例9-4 創(chuàng)建旋轉視圖圖 創(chuàng)建旋轉視圖（斷面圖）第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2.7 創(chuàng)建截面視圖1.創(chuàng)建2D截面視圖創(chuàng)建2D截面視圖的一般步驟如下： 1）創(chuàng)建一般視圖、投影視圖或其它視圖作為主視圖。 2）左鍵雙擊所創(chuàng)建

52、的主視圖，系統(tǒng)彈出“繪圖視圖”對話框，選擇“剖面”類別，選擇“剖面選項”中的“2D剖面”選項。單擊加號按鈕，在“名稱”中可選擇剖面，或者單擊“創(chuàng)建新”按鈕，創(chuàng)建新的剖面，單擊減號按鈕可從視圖中移除剖面，單擊箭頭按鈕，可改變視圖方向。 3）設置剖面類型。在“剖切區(qū)域”中，有以下不同剖切類型： 完全 創(chuàng)建全剖視圖 一半 創(chuàng)建半剖視圖 局部 創(chuàng)建局部剖視圖 全部（展開） 創(chuàng)建全剖視圖，且顯示繞某一軸的展開區(qū)域的剖面 全部（對齊） 創(chuàng)建全剖視圖，且顯示一般視圖的全部展開的剖面 4）選取“模型可見性”，可設置視圖的顯示方式：全部：顯示剖截面時，顯示模型的可見邊。區(qū)域：僅顯示剖截面，不顯示模型幾何。 5）

53、在“繪圖視圖”對話框，設置截面視圖的繪圖選項，單擊“確定”完成。第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建 工程實例9-5 創(chuàng)建一般剖視圖圖 創(chuàng)建一般剖視圖第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建工程實例9-6 創(chuàng)建階梯剖視圖圖 創(chuàng)建階梯剖視圖第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建工程實例9-7 創(chuàng)建斜剖視圖圖 創(chuàng)建斜剖視圖第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建工程實例9-8 創(chuàng)建旋轉剖視圖圖 創(chuàng)建旋轉剖視圖第9章 Pro/ENGINEER 工程圖設計 9.2 Pro/DETAIL視圖創(chuàng)建 2.創(chuàng)建3D截面視圖 1）創(chuàng)建一般視圖、投影視圖或其它視圖作為主視圖。 2）雙擊所創(chuàng)建的主視圖，系統(tǒng)彈出“繪圖視圖”對話框，選擇“剖面”類別，選擇“3D剖面”選項，選取已經(jīng)在“視圖管理器”中創(chuàng)建好的X剖面。 3）在“繪圖視圖”對話框，設置截面視圖的繪圖選項，單擊“確定”完成。 3.創(chuàng)建單個零件面截面視圖 1）創(chuàng)建一般視圖、投影視圖或其它視圖作為主視圖。 2）雙擊所創(chuàng)建的主視圖，系統(tǒng)彈出“繪圖視圖”對話框，選擇“剖面”類別，選擇“單個零件曲面”選項，并選取相應的模